稀土氯化物对6061铝合金锌系磷化的影响

摘要

磷化是各种金属表面处理中最广泛采用的手段之一，金属表面磷化处理是在酸性磷酸盐溶液中进行的化学处理，使其表面生成一层难溶的磷酸盐膜层，它能大大提高涂层的耐蚀性和附着力。我国目前使用的磷化技术大都是中、高温条件下的NaNO2促进体系，存在能耗大，成本高，污染重甚至有毒等缺点。因此，开发低温节能，快速、无毒低污染的磷化工艺已经成为当今磷化的主要研究方向。 本文是在分析国内外有关低温磷化技术的基础上，以稀土氯化物为主要促进剂，通过正交实验优化分析，研制出一种低温、快速磷化液，并通过一系列工艺实验和电化学实验验证了该种磷化液能达到提高磷化速度，提高膜层质量等目的。其主要工作和结论如下： 1.通过实验优选，确立了该低温、快速磷化液的主要物质组分配方。 2.在磷化液配方确定的基础上加入不同量的稀土氯化物进行了工艺验证实验和电化学实验，主要验证了磷化膜外观、膜重、晶向结构、成膜速度、耐蚀性等，同时互相进行了比较，通过以上实验表明：①ReCl3具有良好载氧能力和阴极去极化作用，是一种高效、环保、理想的磷化促进剂。②适量(20～40mg/L)稀土氯化物的加入可以加快磷化速度，使磷化膜晶粒细化，增强了磷化膜的耐蚀性，其促进效果与稀土元素离子半径顺序一致。③当RCl3含量过大(40～60mg/L)时反而会出现磷化膜不完整、磷化晶粒粗糙的现象，并且离子半径越大促进效果越不好，这可能是由于离子半径越大形成的Re凝胶覆盖的面积越大，过多的凝胶颗粒覆盖和封闭了阳极表面，抑制了阳极反应所造成的。 3.对稀土促进剂的作用机理讨论认为：由于稀土自身的镧系特性，在磷化过程中将发生如下反应： 4RE3++O→2O2-+4RE4+ 2RE4++H2+O2→H2O+2RE3+ or:O2+2H2REN→2H2O。

目录

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第一章 文献综述

1.1磷化技术

1.1.1磷化及其应用

1.1.2磷化的机理

1.1.3磷化的分类

1.2铝及铝合金的磷化处理

1.2.1铝及铝合金无铬磷化的优势

1.2.2铝及铝合金表面磷化机理

1.2.3铝合金磷化膜的防腐蚀机理

1.3现代磷化工艺的发展趋势与国内外研究现状

1.3.1现代磷化工艺的发展趋势

1.3.2国内外研究现状

1.4本课题研究的目的和内容

1.4.1本课题研究的目的

1.4.2本课题研究的意义

1.4.3本课题研究的内容

1.4.4本课题的创新点

1.5结束语

第二章实验材料及研究方法

2.1实验仪器及设备

2.2实验药品

2.3实验材料的选择

2.4研究方法

2.4.1磷化液配制步骤

2.4.2磷化液酸度测定

2.4.3测试方法

第三章 6061铝合金磷化工艺研究

3.1引言

3.2磷化工艺研究

3.2.1前处理工艺

3.2.2成膜物质的影响

3.2.3正交实验确定最佳配方

3.2.4磷化前后磷化液各离子浓度的变化

第四章 稀土促进剂对6061铝合金磷化的影响

4.1引言

4.2 6061铝合金稀土磷化实验

4.2.1磷化促进剂的选择

4.2.2稀土氯化物对磷化膜形貌的影响

4.2.3稀土氯化物对成膜速度的影响

4.2.4稀土氯化物对磷化膜耐蚀性的影响

4.2.4稀土氯化物对磷化膜膜重的影响

4.2.5稀土磷化膜的相结构分析

4.3稀土促进剂作用机理研究

第五章结论与展望

5.1本文创新内容

5.2主要结论

5.3进一步研究方向

参考文献

致谢

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